国内放心橡胶循环利用技术进展

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 　　我国是世界上废橡胶产生量最大的国家，按消耗量测算，2009年达到700万t左右，其中废轮胎约1．7亿条。废橡胶主要来源于废弃橡胶制品，其次来自橡胶工厂生产过程中产生的边余料和废品。废橡胶是六大固态再生资源之一，其无害化资源化再利用一直是世界各国积极研究的一个重要课，2009年国内利用废橡胶生产再生橡胶已达250万t，居世界第一，硫化胶粉产能达25万t／a。

　　目前国内对于废橡胶的循环利用主要有三种方法：生产硫化橡胶粉、再生橡胶和热裂解回收利用。
硫化橡胶粉法
硫化橡胶粉是以废橡胶为原料，通过机械加工粉碎或研磨制成不同粒度的粉状物质，简称胶粉。它依据废橡胶来源不同和加工成粉末的粒度不同，分很多品种和牌号，是重要的橡胶回收利用材料。
胶粉工业是废橡胶综合利用产业的一个重要分枝，在我国始于上世纪八十年代后期。目前工业化胶粉生产工艺路线主要有两种：常温法和冷冻法。两种工艺路线均需要经过粉碎前预加工、粉碎、分离与输送、筛分和包装等过程。常温粉碎分为粗碎(大于2目)，中碎(大于20目)和细碎(大于40目)。冷冻法粉碎废橡胶在国外早在上世纪七十年代就已工业化，采用冷媒多为液氮。冷冻粉碎工艺有两种：一是废橡胶全部在冷冻环境下进行粉碎；二是冷冻和常温并用的粉碎工艺，即先将废橡胶在常温状态下粉碎达到一定粒度后再进入冷冻系统完成细碎。
我国在“八五”期间，由于当时的液氮价格昂贵。因此把航空系统的涡轮膨胀空气制冷技术移植到胶粉工业上来，冷冻温度可达到-130℃，但终因成本偏高等原因而未能推广。1999年青岛绿叶橡胶有限公司与珠海业精机电研究所、青岛化工学院联合研发出我国第一条利用液氮冷冻法生产微细胶粉生产线，但由于设备尚需完善等原因未能进一步深入研究，目前中海油则开展了此项目建设。
胶粉的应用概括起来可分为两大领域：一是回归到橡胶工业作为原料用于制造各种橡胶制品，可以直接用胶粉采用不同工艺方法和配方制造橡胶制品，亦可与其他原料橡胶并用共混制造各类橡胶制品；二是在非橡胶工业的广阔领域中应用，比如用公路工程、铁道系统、建筑工业、公用工程、农业以及其他聚合物材料共混改性等。
胶粉可以添加在原料橡胶中用于制造各种橡胶制品，达到节约原料橡胶、减少进口、降低橡胶制品成本和改善性能的多重效果。一般来说，当未经处理的粗胶粉加入到橡胶制品中，会提高体系的粘度，降低拉伸强度，这些因素致使橡胶制品只能用于非技术场合，如地板材料、胶垫和鞋类。因此，对性能要求较高的制品，胶粉必须要有较小的粒度并经过活化处理。
对于子午线轮胎。青岛黄海集团研究了将80目常温全胎胶粉用于半钢子午胎胎侧胶中，掺用5～8PHR，结果表明，硫化胶拉伸性能略有降低，但耐屈挠性和耐热空气老化性能提高，综合性能与未加胶粉的硫化胶相近，且可降低成本。但我国目前尚未进行深入研究，胶粉还未普遍应用。值得指出的是，米其林公司已将10％的胶粉用于轮胎生产中，并已成功安装于Ford汽车上，表明轮胎能够满足当前的行驶安全和性能要求。
再生橡胶法
再生胶生产是目前我国废轮胎再利用的主要方法。再生胶技术早期是建立在天然橡胶逆向化学脱硫工艺技术基础上，生产中的再生(脱硫)化学反应过程会产生较严重的废气，这些酸性废气造成的环境污染治理成本高，技术复杂。发达国家早在上世纪70~80年代已停止生产再生胶，很多国家将再生胶列为有二次污染和能耗高的淘汰产品，加以限制。但我国由于历史性原因和橡胶资源长期匮乏，加之再生胶行业起步较早发展成熟，因此国内一直稳定持续发展，目前已形成近百万吨的生产能力。
目前，我国废斜交轮胎大部分还是用于生产再生胶。虽然再生胶为缓解橡胶资源缺乏和供需矛盾紧张做出过巨大贡献，但全国500多家再生胶企业中万吨以上生产能力的只有大约40家，90％以上的企业属于小型加工企业，技术水平落后、设备陈旧，环境污染严重。随着环境保护要求的提高和管理力度的加强，国家会进一步淘汰二次污染严重、能源消耗高的小再生胶生产。目前我国产量在万吨以上的再生胶厂经过近几年的技术改造，采用动态脱硫法进行生产，环境污染问题有所缓解。例如国内江苏强维橡塑、福建环科橡胶、四川万成橡胶、河北兴宇橡胶等再生胶企业积极组织再生胶新技术、新工艺、新设备和新材料的开发与应用，对解决生产过程中的环境污染起到了积极的作用。这些企业的产品各项性能指标比传统加工工艺有很大提高，可部分直接代替天然橡胶或合成橡胶，并获得了良好的经济效益和社会效益。其中加压捏炼法丁基胶脱硫再生新工艺、高品质再生胶及其制备技术、高品质精细轮胎再生胶等技术分别通过了省部级科技成果鉴定，代表着再生胶的发展方向。
废轮胎热裂解回收利用法
将废轮胎转化为再生资源的另一种途径是废轮胎热裂解回收利用，裂解后的产品主要为油品、碳黑、可燃气体，可燃气体可回收作为热裂解炉的加热能源，碳黑又可以作化工生产原料。目前，上海绿人生态经济科技有限公司和济南友邦恒誉科技开发有限公司自主开发的废轮胎热裂解生产装置已经成功出口到台湾地区。并在当地形成生产能力。如果能够达到油品无残留硫、尾气排放达到环保要求、产品的市场经济性可行，将为我国废轮胎橡胶(包括危险橡胶废弃物)的最终处置开拓一种很好的资源化处理方法。
随着我国能源紧张状况的进一步加剧和能源价格的不断上涨，近年来利用废旧轮胎土法炼油在全国蔓延，一部分企业和个人采用简单的砖砌式热解炉将废轮胎烧熔，用钢管引流出液体沉淀后作为锅炉燃油，甚至掺入加油站的成品油中坑害消费者。土法炼油不完全燃烧产生的有毒有害气体和沉淀的油渣造成严重的环境污染，炼油场地周边土壤、地表和地下水遭到严重破坏。一个土法炼油加工点每年烧掉2万t左右的废旧轮胎，是一种极大的浪费，因此必须加以遏制。采用先进的废轮胎高温热裂解工艺技术及成套设备才是替代土法炼油、保护环境、提高轮胎橡胶资源利用率的有效手段。
目前，美国、日本等发达国家废轮胎的主要处理方式是利用橡胶的高燃烧值作为燃料利用。但迄今为止我国的废橡胶热能利用还是空白，发电锅炉和生产水泥窑炉直接燃烧的方式尚无应用。
总结
目前对于废橡胶的循环利用的三种方法各有优缺点，并且在各个国家和地区的使用情况
也不尽相同(见表1)。

 　　废橡胶资源循环利用是典型的发展循环经济的范例，中国作为世界橡胶大国，应该在遵循低碳经济的发展道路上做出应有的贡献。目前轮胎资源循环利用已经被列为《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术目录》之中，可以相信，我国的轮胎资源循环利用必将出现一个新的快速发展的局面。